L'axe Synémine - Protéine Kinase A dans le remodelage cardiaque

La synémine est un filament intermédiaire exprimé dans les muscles squelettiques, cardiaques et lisses. Elle agit comme une protéine d'ancrage pour la PKA (AKAP), permettant un ciblage spatio-temporel de cette kinase. Nos études antérieures ont révélé qu'une surcharge mécanique entraîne une hypertrophie exacerbée des fibres musculaires squelettiques et une altération de la voie de signalisation PKA chez des souris dépourvues de synémine (SYNM-KO). Chez l'homme, des mutations du gène SYNM, en particulier à proximité du domaine AKAP, ont été associées à des cas de cardiomyopathie dilatée. Cette étude vise à explorer le rôle de la synémine dans l'hypertrophie cardiaque à travers trois axes principaux : 1. Analyser la fonction de la synémine dans plusieurs situations physiologiques et dans le développement de l'hypertrophie cardiaque. 2. Analyser la fonction de la synémine dans le développement de l'hypertrophie des cardiomyocytes. 3. Identifier les cibles régulées par la PKA associée à la synémine dans un contexte de stimulation de la PKA.Pour répondre à ces objectifs, nous avons utilisé des approches combinant des modèles in vivo et in vitro, avec des analyses transcriptomiques et protéomiques afin de mieux comprendre l'axe synémine-PKA. Les modèles expérimentaux incluent : Modèle in vivo : souris SYNM-KO. Modèle in vitro : cardiomyocytes dérivés de cellules souches pluripotentes humaines (hiPSC) SYNM-KO, obtenus par édition génomique CRISPR-Cas9.Après cinq jours de traitement à l'isoprotérénol (20 µg/g/jour), les souris SYNM-KO présentent une hypertrophie cardiaque associée à une fibrose interstitielle. Ces modifications sont liées à une altération de la signalisation PKA-dépendante comme le confirment les analyses transcriptomiques révélant une dérégulation de gènes cibles de la PKA spécifiquement chez les souris SYNM-KO après traitement à l'isoprotérénol. Parallèlement, des lignées de cellules souches humaines SYNM-KO générées dans le laboratoire ont été différenciées en cardiomyocytes fonctionnels exprimant des marqueurs cardiaques et des protéines sarcomériques. Après sept jours de stimulation à l'isoprotérénol (100 nM), ces cardiomyocytes montrent une augmentation significative de leur surface cellulaire et des altérations fonctionnelles plus prononcées que leurs homologues sauvages (WT). De plus, sous stimulation à la forskoline, ces cellules SYNM-KO présentent une phosphorylation altérée de certaines cibles de la PKA. Les analyses protéomiques ont mis en évidence une dérégulation notamment au niveau de la phosphorylation de la protéine phospholambane, un régulateur clé de la recapture du calcium dans le réticulum sarcoplasmique pendant la relaxation des cardiomyocytes. Ces résultats sont complétés par l'étude de sphéroïdes de cardiomyocytes SYNM-KO montrant une perturbation de la cinétique de la contraction et du flux calcique confirmant ainsi une dysfonction de l'axe synémine-PKA-cibles en conditions de stress hypertrophique. Ces travaux démontrent un rôle majeur de la synémine et de la voie PKA dans les mécanismes pathologiques associés aux maladies cardiaques ouvrant ainsi la voie à l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques pour certains types de cardiomyopathies.